生態與演化

生物農藥(Biopesticides)

生物農藥(Biopesticides)
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

生物農藥又稱天然農藥,係指來自天然的化學物質或生命體,如動物、植物、微生物,及其衍生之天然產物,而具有農藥的作用者。生物農藥並非現代才出現的新發明,在1690年,煙草的水溶性成份就已用於對抗穀類的害蟲。早期防治蟲害的生物農藥包括尼古丁、魚藤精、除蟲菊和一些植物油等。近代,由於化學合成農藥造成環境污染、目標族群抗藥性,以及影響非目標族群的負面效應日益嚴重,再加上生物科學的研究進展快速,更促進了生物農藥的開發。過去三十年來,化學家,生化學家,毒理學家,以及整合害蟲管理系統(IPM)專家一起研究,尋找具有防治害蟲的效力、且對環境不良影響程度最低的生物農藥。

繭蜂(Glyptapanteles sp.)幼蟲誘發寄主的保鑣行為

繭蜂(Glyptapanteles sp.)幼蟲誘發寄主的保鑣行為
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

圖一、遭繭蜂幼蟲寄生的尺蠖蛾幼蟲,盡忠職守地捍衛著繭蜂的繭蛹。(Grosman AH, et al. 2008)

 

許多寄生生物(parasites)和擬寄生生物(parasitoids)會改變它們的寄主行為。一般認為這種改變是有利於寄生者的,但有關這種假設理論的實際實驗卻很少。寄生者或寄主是否自改變的行為中獲益,甚至寄生關係(parasitism)究竟是此行為的因或果,也都還不清楚。兩位荷蘭阿姆斯特丹大學(University of Amsterdam)學者Amir H. Grosman和Arne Janssen,以及巴西維索沙聯邦大學(Federal University of Viçosa)的數位學者組成研究團隊,以一種稱為繭蜂 (Glyptapanteles sp.) 的寄生蜂和其寄主尺蠖蛾(Thyrinteina leucocerae)為研究對象,觀察到被繭蜂寄生的尺蠖蛾幼蟲會表現如貼身保鑣 (bodyguard) 的行為以保護寄生蜂的繭蛹。Amir H. Grosman的研究團隊認為尺蠖蛾幼蟲的這種保鑣行為是由寄生的繭蜂幼蟲所誘發的,而且僅對於寄生者有利。
 

弓漿蟲對老鼠的行為操縱

弓漿蟲 (Toxoplasma gondii)對老鼠的行為操縱 (The behavioral manipulation hypothesis)
臺北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

弓漿蟲(Toxoplasma gondii)亦稱為弓形蟲或弓蟲,是人畜共通的一種寄生蟲,在分類上屬於原生生物界肉孢子蟲科(Sarcocystidae)的單細胞生物。人體也可能感染弓漿蟲,蟲體通常以不活躍的方式永久存在人體內,大部份不會出現特別症狀,少數出現全身疲勞、發熱、頭痛、肌肉痛等弓漿蟲病(Toxoplasmosis)的症狀,但對胎兒和免疫缺陷的人可能造成嚴重足以致命的傷害。弓漿蟲感染而侵入眼睛,是網膜疾病常見的原因之一,可能造成失明。

陰險的寄生蜂-姬蜂

陰險的寄生蜂 (Parasitic wasp)-姬蜂
臺北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

高中生物課程中各版本教科書對寄生性動物的著墨甚少,只有在基礎生物課程中描述「生物間的交互作用」時提到寄生關係,以及介紹「天敵」時提到寄生性天敵,且多以玉米螟的寄生蜂為例簡短說明而已。近十幾年來,有許多關於寄生性動物的研究,讓人們見識到寄生動物的自私與陰險,既有趣又可怕,值得介紹給學生參考,除了可增加學生對生物奧秘的好奇之外,或許也能引起學生反思、批判人類的某些行為。

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「演化及生物多樣性–生命樹」教學疑難及建議解答(2)

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「演化及生物多樣性–生命樹」教學疑難及建議解答(2)
國立新竹高級中學生物科顏孝修實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯

●教學疑難問題4
為什麼最新的生命樹分類中,鳥類與恐龍的親緣關係較爬蟲類與恐龍的關係更近?

討論建議:
以前鳥類與恐龍主要是以羽毛或鱗片的衍徵作為分類的,因此共同僅具有鱗片的爬蟲類與恐龍親緣關係較為接近;但最新的古生物化石證據發現了有羽毛的恐龍—「鳥龍類」,推翻了恐龍沒有羽毛衍徵的事實,新的生命樹分類即修正成鳥類與恐龍的親緣關係更為接近,此也符合演化是不斷驗證推翻的過程。

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「演化及生物多樣性–生命樹」教學疑難及建議解答(1)

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「演化及生物多樣性–生命樹」教學疑難及建議解答(1)
國立新竹高級中學生物科顏孝修實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯

●教學疑難問題1
生命樹就是演化樹嗎?

討論建議:
生命樹實質上就是以前的演化樹,如同過去的「生物系」更名換為現今的「生命科學系」,生命樹係為因應時代而作的一個名詞演替,實質上的內容本質與演化樹是一樣的,都是建立生物親緣關係的表示呈現方式。

【生物科教學尋疑團隊工作坊】支序分類學(Cladograms or cladistic classifications)

【生物科教學尋疑團隊工作坊】支序分類學(Cladograms or cladistic classifications)
新竹高中生物科許家榕代理老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯

2010/12/06 第3次研習活動–學科內容整理2
主題:演化及生物多樣性–生命樹

支序分類學簡介

支序分類學(Cladograms or cladistic classifications)又稱親緣分支分類學,是一種將生物分類成群,每一群就是一「支(clade)」,就是演化樹(生命樹)上的一個分支(branch)。有別於其他分類系統,支序分類目的在於反映出共同祖先的相對接近程度或同源特徵的共有性。此一相對客觀的分類學起源於德國昆蟲學家Willi Hennig,也命名為「phylogenetic systematics」。

【生物科教學尋疑團隊工作坊】種(Species)的定義

【生物科教學尋疑團隊工作坊】種(Species)的定義
國立新竹高級中學生物科盛維安實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯

2010/12/06 第3次研習活動–學科內容整理1
主題:演化及生物多樣性–生命樹

生物分類上如何定義「物種(species)」是一件充滿爭議的事。隨著研究對象和方法的不同,物種的定義有時並非一體適用,而必須要做一些修正。但是物種這個觀念,在探討生物演化或是研究親緣関係上是一個重要的依憑。所以先依提出的年代,簡單說明物種這個概念的歷史演變:

生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-下

生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-下
長庚大學生命醫學系周成功教授/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯

最早的生命起源始於海洋,遠古的陸地上是難見生命的痕跡!但是能行光合作用的生物因風浪或是地殼變遷,並非情願地到了陸上,就必須要解決水份的吸收/保存與氣體交換的挑戰。葉片上有氣孔(方便光合作用的氣體交換)和臘質(防止水份蒸發),加上有些細胞分化出根,抓牢潮濕的土地,就能在乾涸的水邊生存,形成了陸生蘚苔植物的雛型。

生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-上

生命的多樣性:多細胞生物的源起(the origin of multicellular organisms)-上
長庚大學生命醫學系周成功教授/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯

在地球上出現的最早的生命型式大約在35億年前,原始的生命必然是以單細胞的型式存在。對單細胞生物而言,許多細菌最多只能在一起以形成菌落。它唯一需要知道的只是長或不長,而沒有什麼複雜的發育程式可言。單細胞生物在地球上寂寞地等待了近三十億年,才開始有多細胞生物的同伴出現。多細胞生物為什麼會出現?二個以上的細胞結合在一起生活有什麼好處?如果多細胞的結合真有什麼了不得的好處,為什麼在他們出現前的二十多億年間,無跡可尋?

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